Desenhos Técnicos

Modelo Tridimensional da Bengala Inteligente

Como parte do desenvolvimento de uma bengala inteligente, foi criado um modelo tridimensional inicial para servir como protótipo conceitual. Esse modelo foi elaborado com base em pesquisas realizadas pelo grupo Meu Norte, que incluiu entrevistas e análises das necessidades de pessoas com baixa visão. O objetivo principal foi traduzir os requisitos identificados em um design funcional, ergonômico e tecnologicamente adaptado para auxiliar a mobilidade e a segurança dos usuários.

O protótipo incorpora elementos inovadores, como sensores de proximidade para detecção de obstáculos, um sistema de vibração para alertas táteis e uma estrutura leve e resistente para facilitar o uso contínuo. Além disso, o desenho priorizou a integração de tecnologia assistiva sem comprometer a simplicidade e a acessibilidade, permitindo que usuários de diferentes perfis possam se beneficiar da solução proposta.

Figura 1: Modelo conceitual.

Esse modelo tridimensional representa o primeiro passo no desenvolvimento de uma ferramenta essencial que busca melhorar a qualidade de vida e a autonomia das pessoas com deficiência visual.

Após varios dialogos e adatações necessárias para o modelo tridimensional existir. A primeira visão do modelo real como prototipo pode ser observardo na imagem vista a baixo:

Figura 2: Primeiro modelo real.

Para a versão final, o modelo sofreu também alterações leves para uma melhor dinâmica na integração com os componentes eletrônicos.

Figura 3: protótipo.

Diagrama Técnico de Empunhadura (Handle) com Dimensões:

O diagrama a seguir apresenta informações detalhadas sobre a planta ergonômica da empunhadura do dispositivo. Ele fornece medidas individuais de cada parte da peça. As dimensões estão expressas em milímetros [mm] e foram projetadas para serem similares às de empunhaduras de bengalas utilizadas na prática, garantindo compatibilidade e conforto para o usuário.

O material especificado para a fabricação da empunhadura é o Ácido polilático (PLA), conhecido por suas propriedades de resistência, leveza e durabilidade. No entanto, outros materiais alternativos poderão ser avaliados, dependendo das necessidades específicas do projeto, como custos, disponibilidade ou requisitos adicionais de desempenho.Posteriormente a empunhadura foi redimensionada devido as dimensões das placas eletrônicas que seriam colocadas internamente mantendo os requisitos propostos na parte inicial do projeto, uma representação em diagrama pode ser vista a seguir.

Figura 4: Empunhadura esquerda trás.

Figura 5: Empunhadura esquerda frente.

Vale explicar que, pelo tamanho da empenhadura para a impressão, foi necessário fazer um corte na peça, dividindo-a em 4 partes, sendo uma metade simétrica à outra metade. Para a impressçao de todas as peças foi necessário a ajuda do "LABORATÓRIO ABERO DE BRASÍLIA".

Diagrama Técnico da haste (Stick) com Dimensões:

Inicialmente foi proposto que o material a ser escolhido seria o alumínio aeronáutico 7075-T6, conhecido por sua excepcional resistência mecânica, leveza e durabilidade, características essenciais para dispositivos de suporte. A densidade do material é de aproximadamente 2810 kg/m³, o que contribui para a combinação ideal de rigidez e manuseio ergonômico, entretanto devido a dificuldade na manipulação de tubos de alumínio e também na falta de disponibilidade do alumínio 7075-T6 em brasília, foi comprado uma muleta ortopédica e adaptado para cumprir os fins de uma bengala, aproveitando também de seu mecanismo em pinos.

Dessa forma, todos os desenhos e mecanismos das hastes foram baseadas em um produto já existente e podem ser observados nos diagramas a seguir.

Figura 4: Tubo superior.

Figura 5: Tubo inferior.

Diagrama Técnico da Ponteira:

Com um design muito similar ao das ponteiras convencionais, o desenho técnico a seguir apresenta informações fundamentais sobre o projeto estrutural inicial da ponteira, que será acoplada à extremidade inferior do cabo da bengala. A ponteira desempenha um papel crucial, pois deve suportar as demandas de uso tanto no formato de roller (rolagem em contato com superfícies altamente abrasivas) quanto no formato tátil, permitindo que o usuário tateie o ambiente para se localizar e identificar objetos ao seu redor.

O material inicialmente escolhido para a ponteira foi o ácido polilático (PLA), o mesmo utilizado na empunhadura, devido à sua leveza, resistência e durabilidade. Porém, após testes e dificuldades para imprimir pinos 3D com a resistência necessária, já que o tamanho era pequeno, optou-se por usar tarugo de nylon. Após o processo de usinagem, observamos que os resultados, tanto de resistência quanto de peso, estavam melhores, optando assim por esse material.

Além disso, o design da ponteira foi elaborado para equilibrar funcionalidade e conforto, priorizando uma experiência de uso segura e eficiente. Fatores como o formato ergonômico, a absorção de impacto e a capacidade de fornecer feedback tátil ao usuário foram cuidadosamente considerados durante o desenvolvimento. Estudos futuros poderão incluir testes com diferentes materiais ou revestimentos e ajustes no design para atender a requisitos específicos ou melhorar ainda mais a durabilidade e o desempenho em diferentes condições de uso.

Figura 6: Encaixe rosqueavel.

Figura 7: Pino.

Estimativa de massa da estrutura

A estimativa de massa foi realizada levando em consideração as medidas de volume e densidade das principais peças que compoem a bengala, para as peças de impressão foram considerados preenchimento de 100%, os valores de massa de cada componente pode ser observada de forma tabular a seguir:

Parte da Bengala	Material	Densidade	Volume	Massa
Empunhadura	PLA	1.27 g/cm^3	367.4 cm^3	466.6 g
Haste Superior	Alumínio	2.7 g/cm^3	32.87 cm^3	88.75 g
Suporte sensor superior	PLA	1.27 g/cm^3	40.47 cm^3	51.40 g
Haste Inferior	Alumínio	2.7 g/cm^3	29.00 cm^3	78.30 g
Suporte sensor inferior	PLA	1.27 g/cm^3	41.79 cm^3	53.07 g
Ponteira	Nylon	1.27 g/cm^3	10.03 cm^3	12.74 g
Resultado Total				750.9 g

Versionamento

Versão	Data	Modificação	Autor
1.0	13/11/2024	Criação do CAD / Sketch	Jhonatha Willian
2.0	24/11/2024	Criação do documento	Jhonatha Willian, Pedro Barros, Lucas Vilhena, Patrick Rafael
3.0	24/11/2024	Elaboração dos textos	Jhonatha Willian, Lucas Vilhena
4.0	30/11/2024	Desenhos do CAD	Patrick Rafael
4.1	30/11/2024	Modificação do CAD	Patrick Rafael